對于中溫煤焦油加氫裂化技術的研究

王森　折雄建

摘 要：我國煤炭資源儲備豐富，然而作為一種不可再生資源，在全球石油資源日益短缺的背景下，提升對煤炭附屬品的加工力度勢在必行。煤焦油是煤炭熱解和氣化的產(chǎn)物，其應用價值極高，通過加氫裂化技術對中溫煤焦油進行轉(zhuǎn)化，能夠生成環(huán)保型燃料用油和日化用品。這不僅可以緩解能源危機，最關鍵的是可以豐富化工產(chǎn)業(yè)種類，并達成節(jié)能環(huán)保的目標。本文以此為視角，重點探究中溫煤焦油加氫裂化工藝及應用，以供參考。

關鍵詞：中溫煤焦油；加氫裂化技術；工藝

煤焦油是一種液體產(chǎn)品，其來源方式主要通過煤焦化或熱解過程，根據(jù)溫度的區(qū)分，煤焦油還可劃分為低溫、中溫和高溫煤焦油三種狀態(tài)。本文所研究的中溫煤焦油開發(fā)利用與傳統(tǒng)的高溫煤焦油工藝有所不同，為此具有十分重要的戰(zhàn)略意義。由于中溫煤焦油在組成和分子結構上具有自身獨特的屬性，因此無法通過分離的方式獲取化工產(chǎn)品，但是通過加氫裂化技術能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為發(fā)動機燃料等實用資源，既是提升燃料油制備效率的保障，同時還是社會發(fā)展的必然趨勢。通過對中溫煤焦油加氫裂化技術的研究，希望能夠為煤化行業(yè)煤焦油加工技術的優(yōu)化提供些許借鑒或助力。

1 煤焦油加氫裂化技術基本原理

由于煤焦油內(nèi)包含著多種特殊物質(zhì)元素的不同屬性，煤焦油不易儲存，易氧化，所以想要做到對煤焦油更好的利用，就必須要輔助相應的技術進行加工處理才能化解煤焦油的自身不足。煤炭經(jīng)過中低溫熱解技術形成煤焦油，然后對煤焦油進行加氫工藝處理，去除煤焦油內(nèi)的雜質(zhì)和無用的物質(zhì)。加氫原理簡單的理解就是，在煤焦油內(nèi)加入氫，通過氫與煤焦油內(nèi)的硫、氮、氧及金屬元素發(fā)生相應的脫離反應與烴類物質(zhì)發(fā)生飽和反應后，完成各項元素的分離和轉(zhuǎn)化。煤焦油加氫后生成的物質(zhì)在繼續(xù)進行分離后后期加工，最后形成清潔型燃料能源，這種新能源在很大程度上緩解了我國燃油資源供應的緊張狀態(tài)，也降低了能源對環(huán)境污染的狀況。

2 煤焦油加氫裂化工藝流程及產(chǎn)品

煤焦油加氫裂化裝置由預處理單元、反應單元、分餾單元組成。煤焦油在罐區(qū)預先沉降脫水，然后采用高速離心機脫除固體顆粒，再進減壓塔脫水、脫瀝青。經(jīng)過預處理的餾分油進加氫精制反應段，加氫精制生成油經(jīng)換熱冷卻后，進高壓和低壓分離器，分離出的液體通過汽提塔和分餾塔產(chǎn)出合格油品。分餾塔底尾油進加氫裂化反應段，使尾油充分裂化，裂化反應產(chǎn)物去分餾單元，最終切割的煤焦油餾分油可以全部轉(zhuǎn)化成清潔燃料油組分。裝置產(chǎn)生的含硫干氣送至化產(chǎn)脫硫，含硫含氨廢水送至化產(chǎn)蒸氨單元預處理，再經(jīng)過污水處理站生化處理達標后外排。

3 中溫煤焦油加氫裂化技術應用分析

本文在研究中主要從中溫煤焦油加氫裂化工藝角度進行研究。該工藝運用下在原料方面主要為全餾分煤焦油，在加氫精制的基礎上進行裂化，此時瀝青、重油等可在反應中形成輕餾分油，輕油收率極高。從加氫裂化技術優(yōu)勢看，主要表現(xiàn)在煤焦油資源利用率較高、輕油收率高，假若為柴油產(chǎn)品，其可超出40以上十六烷值。但應用過程中由干需將加氫裂化段增設其中，整個工藝流程極為復雜。

以某公司加氫裂化技術應用為例，其在生產(chǎn)中對干原料部分以煤焦油為主，生產(chǎn)的產(chǎn)品為柴油、汽油。整個工藝實現(xiàn)的流程主要表現(xiàn)為：原料油從緩沖罐中向加氫進料泵中輸送，通過增壓作用使原料油與混合氫發(fā)生反應，此時進料換熱器會對反應流出物進行處理，向加氫精制反應器中輸送，物料經(jīng)過換熱處理后由裂化段處理，這樣得到的反應生成物僅需通過穩(wěn)定塔處理，便可達到三相分離的要求。最后利用重沸爐對塔底流出物進行加熱處理，并向分餾塔中輸送，完成尾油、重芳烴以及輕芳烴等生產(chǎn)過程。從該工藝優(yōu)勢看，主要表現(xiàn)為生產(chǎn)過程清潔、工藝流程簡單以及產(chǎn)品質(zhì)量高等方面，但要求在生產(chǎn)過程中投入較多的成本。

再以另外一個企業(yè)為例，在煤焦油加工中主要考慮通過二次加氫、尾油裂化等方式，在此基礎上分離生成油，使燃料油被制成。從整個工藝系統(tǒng)的構成看，集中表現(xiàn)在分餾塔、分離器、加氫裂化反應器、分餾塔、加氫反應器以及預加氫反應器等方面。具體實踐中，首先對氫氣、原料油進行混合，通過加熱升溫，被送到預加氫反應器中，該設備在作用上表現(xiàn)為對金屬化合物、硫、氧與氮等采取加氫轉(zhuǎn)化，達到脫除、轉(zhuǎn)化的目標。完成預加氫處理后，由加氫反應器對初產(chǎn)物進行處理，并在分離器作用下使其以生成油、氫氣的形式存在，此時分餾塔會對生成油采取處理措施，在塔底、塔頂分別有尾油、產(chǎn)品油的生成。其中尾油會繼續(xù)在裂化反應器中通過加氫反應，使柴油餾分、石腦油以及液化氣被產(chǎn)出。通過這種方式，可達到93%的煤焦油轉(zhuǎn)化率。

總之，隨著我國石油儲備供應壓力的加劇，從煤焦油中開發(fā)新能源燃油迫在眉睫。為此煤化行業(yè)應該加大對煤焦油加工工藝的研發(fā)力度，持續(xù)對加氫裂化工藝系統(tǒng)設計進行創(chuàng)新，在工藝參數(shù)以及催化劑方面進行完善和改進，確保新能源型燃料在提升資源利用效率的同時，進而減少對生態(tài)環(huán)境的污染程度。相信隨著中溫煤焦油加氫裂化技術的日趨成熟，焦化企業(yè)能夠研發(fā)出更多的優(yōu)質(zhì)化工產(chǎn)品，最終實現(xiàn)企業(yè)市場競爭能力的持久。

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